ارزیابی کاربرد رگرسیون سری زمانی در مدلسازی ارتباط بین ترافیک و آلایندههای هوای مشهد
محورهای موضوعی : آلودگی هوا
امیر حیدری
1
,
میترا محمدی
2
*
,
رضا اسماعیلی
3
,
زینب خرم دل
4
1 - دانشجوی کارشناسیارشد آلودگی محیطزیست، گروه علوم محیطزیست، مؤسسه آموزش عالی خردگرایان مطهر، مشهد، ایران
2 - استادیار و رئیس گروه علوم محیطزیست، گروه علوم محیطزیست، مؤسسه آموزش عالی خردگرایان مطهر، مشهد، ایران
3 - معاونت خدمات شهری شهرداری مشهد، مرکز پایش آلایندههای زیستمحیطی، مشهد، ایران
4 - کارشناسی مهندسی منابعطبیعی- آلودگیهای محیطی، گروه علوم محیطزیست، مؤسسه آموزش عالی خردگرایان مطهر، مشهد، ایران
کلید واژه: آلودگی هوا, آلایندههای هوا, ترافیک, کلان شهر مشهد, مدل سری زمانی ,
چکیده مقاله :
هدف از این مطالعه، ارزیابی کاربرد رگرسیون سری زمانی در مدلسازی ارتباط میان ترافیک در تقاطع های امامیه، کریمی، خاقانی، چمن و خیام با غلظت آلاینده های PM10, PM2.5, SO2, NO2,CO بود. بدین منظور، پس از اخذ دادههای ترافیکی و غلظت آلایندههای هوا، ارتباط بین پارامترهای مذکور توسط مدل سری زمانی (0,1,1) ARIMA مورد آنالیز قرار گرفت. بررسی کاربرد رگرسیون سری زمانی نشاندهنده برازش مناسب و کارایی بالای مدل در پیشبینی متغیر وابسته به دلیل بزرگ بودن ضریب همبستگی است. رابطه بین ترافیک و غلظت آلایندههای NO2، SO2 و PM10 در تمام ایستگاههای مورد مطالعه در سطح 0/05 معنیدار بوده و در مورد آلاینده CO و PM2.5 به ترتیب فقط در ایستگاههای خیام و خاقانی معنیدار نبوده است. ایستگاه چمن و خاقانی معنیدار بود و با افزایش هر یک واحد به ترافیک، به میزان 0/375 واحد در ایستگاه چمن و میزان 0/385 واحد در ایستگاه خاقانی به غلظت آلایندههای مذکور در سال 1396 افزوده میشود. همچنین، مشخص شد که غلظت تمامی آلایندهها با بالا رفتن میزان تردد خودرو، افزایش مییابد.
The aim of this study was to evaluate the application of time series regression in modeling the relationship between traffic at the Emamiyeh, Karimi, Khaghani, Chaman, and Khayyam intersections and the concentrations of CO, NO₂, SO₂, PM₂.₅, and PM₁₀ in Mashhad during 2017. For this purpose, after collecting traffic data and air pollutant concentrations, the relationships between these parameters were analyzed using the ARIMA (0,1,1) time series model. The results indicated that the use of time series regression provided a good model fit and high predictive performance for the dependent variables due to the strong correlation coefficients. The relationship between traffic and the concentrations of NO₂, SO₂, and PM₁₀ was significant at the 0.05 level in all studied stations, while for CO and PM₂.₅, the relationships were not significant only at the Khayyam and Khaghani stations, respectively. The greatest impact of traffic on CO, NO₂, and SO₂ concentrations was observed at the Emamiyeh station, such that each unit increase in traffic resulted in increases of 0.335, 0.878, and 0.487 units in these pollutants, respectively, during 2017. The highest influence on PM₂.₅ and PM₁₀ levels occurred at the Chaman and Khaghani stations, where each unit increase in traffic led to increases of 0.375 and 0.385 units in the concentrations of these pollutants, respectively. Overall, the findings showed that the concentrations of all air pollutants increased with rising vehicle traffic.
اتابکی، محمد رضا؛ سخایی، محمد؛ هویدی، حسن؛ پوته ریگی، محمد؛ کریمی منش، احسان (1396). بررسی تغییرات غلظت ذرات PM10 و تأثیر پارامترهای هواشناسی بر آن در سال 1392 (مطالعه موردی: زاهدان). مجله تحقیقات بهداشت محیط . 3 (3)، 198- 207.
اداوی، پگاه، (1397). آلودگی هوا در محیط و راهکارهای کاهش آن. کنگره بینالمللی علوم مهندسی و توسعه شهری پایدار، دانمارک: دانشگاه پلی تکنیک دانمارک. https://civilica.com/doc/810427
بریدکاظمی، سیما؛ معینیان، خلیل الله؛ تقی پور، علی؛ ناصحینیا، حمیدرضا (1398). ﺑﺮرﺳﯽ ارﺗﺒﺎط ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻮاﺷﻨﺎﺳﯽ ﺑﺎ روﻧﺪ ﺗﻐﯿﯿﺮات PM2.5 ﺑﺮ اﺳﺎس شاخص AQI در ﻣﺸﻬﺪ ﻃﯽ ﺳﺎلﻫﺎي 1393-1395. مجله دانشگاه علوم پزشکی ترتب حیدریه، 7 (2).
بیدوا، سید سجاد؛ حسن زاده، مرضیه (1397). بررسی زیست محیطی صنعت خودروسازی و راههای کاهش آلودگی های آن. مجله پژوهش و فناوری محیط زیست.3(4)، 1-7.
چرمزن، مریم؛ اسماعیلی، رضا؛ محمدی، میترا؛ مراد نژاد حصاری، وحید (1400). ارائه بهترین مدل درونیابی برای توزیع فضایی ذرات معلق کوچکتر از 2.5 میکرون شهر مشهد. پژوهش و فناوری محیط زیست، 7(3)، 201-215.
خاور زاده، رامین؛ کلانتری، نوید؛ کریمی، علی (1396). ارزیابی تأثیر حجم ترافیک در آلودگی هوای شهر مشهد به کمک سری های زمانی فصلی; ششمین همایش ملی مدیریت آلودگی هوا و صدا، تهران: ایران.
رحمتی، محمد حسین؛ مغانی، وحید؛ وصال، محمد (1399). بررسی اثر کوتاه مدت آلودگی هوا بر مرگ ومیر در شش کلان شهر در ایران1399. فصلنامه پژوهشهاي اقتصادي (رشد و توسعه پايدار)، 20 (2)، 76-53.
رحیمی نژاد، فاطمه؛ موسوی نیا، مهدی؛ کریمی پور، زهرا (1402). تحلیل داده های سری زمانی آلودگی هوا با استفاده از مدل های رگرسیونی: مطالعه موردی شهر تهران. نشریه پژوهش و فناوری محیط زیست، 17(2)،95-112.
رخساری طالمی، سمیه؛ ویسه، مهدیه؛ صیامی، قدیر (1396). مکان یابی بهینه ایستگاههای سنجنده آلودگی هوا با روشهای همپوشانی و چند شاخصه AHPو TOPSIS(مطالعه موردی منطقه 9 شهرداری مشهد. پژوهشنامه خراسان بزرگ، 8 (26)، 25-38.
سماوی، محمدرضا؛ پناهی، مصطفی؛ عابدی، زهرا؛ احمدیان، مجید (1402). بررسی تأثیر به کارگیری سیستمهای هوشمند حمل و نقل ITS)) بر انتشار دی اکسیدکربن در محور کرج-چالوس. نشریه پژوهش و فناوری محیط زیست، 25(5)، 111-124.
شکرزاده فرد، الهام (1393). کاربرد روش ELECTRE در سطح بندی پتانسیل تراکم الایندههای هوا در سطح شهر تبریز. پایاننامه کارشناسی ارشد، رشته جغرافیای طبیعی گرایش آب و هوا، گروه آموزشی جغرافیایی طبیعی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی.
صفر نژاد ثمرین، مهسا؛ شاهچراغی، آزاده؛ ذبیحی، حسین (1403). بررسی کیفیت هوا و ترکیب منابع آلاینده در استان مازندران: تحلیل منابع ثابت و متحرک. نشریه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 26(6)، 15-31.
طالبی، حدیثه؛ امینزاده، فاطمه؛ دانشی، فاطمه؛ غلامی، مریم؛ نصیری، طناز (1402). آلایندههای نوظهور در محیط زیست: چالشها و راهکارها. هشتمین همایش بینالمللی پژوهشهای کاربردی در علوم کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست، تهران: موسسه آموزش عالی مهر اروند, انجمن افق نوین علم و فناوری
عقلمند، فریبا (1393). بررسی تأثیر پارامترهای جوی بر پتانسیل آلودگی هوای شهر تبریز. پایاننامه کارشناسی ارشد، گروه آب و هواشناسی، دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی، دانشگاه تبریز.
غیاث الدین، منصور (1396). آلودگی هوا، منابع، اثرات و کنترل. چاپ اول. انتشارات دانشگاه تهران.
قنبری فرد، رضیه؛ صفوی، علی اکبر؛ ستوده، پیمان (1396). مدلسازی اثرات جریانهای ترافیکی بر آلودگی هوای شهر شیراز. فصلنامه علوم محیطی. 15(1)، 157-174.
کرمانی، مجید؛ آقایی، مینا؛ بهرامی¬اصل، فرشاد؛ غلامی، میترا؛ فلاح جوکندان، سودا؛ دولتی، محسن؛ کریم¬زاده، سیما (1395). برآورد تعداد موارد مرگ قلبی-عروقی سکته قلبی و بیماری مزمن انسداد ریوی ناشی از تماس با آلاینده دی¬اکسید گوگرد در هوای شش شهر صنعتی ایران، مجله علوم پزشکی رازی، 145(23)، 13-21.
محمدی، حسین؛ شمسی پور، علی اکبر؛ یاسیان، اکبر؛ مرادیان، مهرداد محمد (1397). ارزیابی اثرات ترافیک شهری بر کیفیت هوای شهر تهران. مطالعات علوم محیطی . 3(3)، 756-768.
محمودی شراره، زهرا؛ شریفی، امیر؛ رمضانی، سعید (1401). بررسی تأثیر ترافیک بر انتشار PM2.5 با استفاده از روش رگرسیون وزنی جغرافیایی (GWR) (مطالعه موردی شهر اصفهان. علوم و تکنولوژی محیط زیست، 24 (4)، 31-45.
مددی، حسین؛ سفیانیان، علیرضا؛ سلمان ماهینی، عبدالرسول (1403). شبیهسازی پراکنش آلایندههای هوا ناشی از ترافیک جادهای برون شهری با استفاده از مدل CALPUFF (مطالعه موردی: استان لرستان). نشریه پژوهشهای محیط زیست، 15(2)،3-20.
نصیری، زهرا؛ ندافی، کاظم؛ احمدی ارکمی، علی؛ حسنوند، محمد صادق؛ فریدی، ساسان (1403). تغییرات مکانی و ارزیابی اثرات بهداشتی PM2.5 هوای آزاد در شهر تهران در سال ۱۴۰۲. فصلنامه سلامت و محیط زیست، 17(4)، 827-844.
واعظی، ایمان؛ ذوالفقاری، قاسم (1403). مدلسازی و ارزیابی پراکنش ذرات معلق (PM) و اکسیدهای نیتروژن (NOX) خروجی از دودکشهای کارخانه سیمان جوین با مدل AERMOD، گامی در راستای توسعه پایدار.مجله پژوهش و فناوری محیط زیست.9(15)، 1-14.
یغمائیان، کامیار؛ قباباخلو، صفیه؛ مزلومی، سجاد (1397). برآورد اثرات بهداشتی ناشی از آلاینده PM2.5 در هوای شهر سمنان در سال 139. مجله تحقیقات سلامت در جامعه، 4(3)،20-33.
Chen, J., & Hoek, G. (2020). Long-term exposure to PM and all-cause and cause-specific mortality: A systematic review and meta-analysis. Environment International, 143, 105974. https://doi.org/10.1016/J.ENVINT.2020.105974.
Dowlatabadi, Y., Abadi, Sh., Sarkhosh, M., Mohammadi, M., & Moezzi, S. M. M. (2024). Assessing the impact of meteorological factors and air pollution on respiratory disease mortality rates: a random forest model analysis (2017–2021). Scientific Reports, 14: 24535.
Froeling, F., Gignac, F., Hoek, G., Vermeulen, R., Nieuwenhuijsen, M., Ficorilli, A., De Marchi, B., Biggeri, A., Kocman, D., Robinson, J. A., Grazuleviciene, R., Andrusaityte, S., Righi, V., & Basagaña, X. (2021). Narrative review of citizen science in environmental epidemiology: Setting the stage for co-created research projects in environmental epidemiology. Environment International, 152, 106470. https://doi.org/10.1016/J.ENVINT.2021.106470.
Fussell, J. C., Franklin, M., Green, D., Gustafsson, M., Harrison, R., Hicks, W., Kelly, F., Kishta, F., Miller, M., Mudway, I., Oroumiyeh, F., Selley, L., Wang, M., & Zhu, Y. Y. (2022). A Review of Road Traffic-Derived Non- Exhaust Particles: Emissions, Physicolochemical Characteristics, Health Risks, and Mitigation Measures. Environmental Science & Technology, 56(10), 6813-6835.
Gheibi, M., & Moezzi, R. (2024). Statistical Evalution of NO2 Emissions in Mashhad City Using Cisco Network Model. Gases, 4 (3), 273-294.
Huangfu, P., & Atkinson, R. (2020). Long-term exposure to NO2 and O3 and all-cause and respiratory mortality: A systematic review and meta-analysis. Environment International, 144, 105998. https://doi.org/10.1016/J.ENVINT.2020.105998.
Wallington, T. J., Anderson, J. E., & Dolan, R. H. (2022). Vehicular traffic in urban areas:Health burden and influence of sustainable urban planning and mobility. Atmosphere, 13 (4), 598.